设施农业中蔬菜作物栽培环境调控与品质提升策略

期刊: 中国村庄 DOI: PDF下载

张小伟,李思源,张倩,王莎,田雯

武汉市江夏区农业农村局,湖北武汉 430200

摘要

设施农业通过人工干预创造适宜蔬菜生长的微环境,有效突破自然条件限制,但当前普遍存在环境调控精准度不足、蔬菜品质下降等问题。本文基于设施蔬菜生长发育规律,结合智能化监测技术与栽培实践经验,系统阐述温度、光照、湿度等环境因子的调控技术,提出涵盖土肥管理、植株调控、绿色防控的品质提升策略,并分析技术集成应用路径,为设施蔬菜优质高效生产提供理论与实践参考。


关键词

设施农业;蔬菜栽培;环境调控;品质提升

正文

一、引言

设施农业作为现代农业的核心载体,通过大棚、温室等保护设施实现蔬菜周年生产,缓解了生产季节性与消费均衡性的矛盾。然而,设施内封闭环境易导致温湿度失衡、光照不足、土壤连作障碍等问题,引发蔬菜徒长、病害频发,直接造成营养品质与风味品质下降。据江苏省农业工程学会研究显示,设施蔬菜因环境调控不当导致的品质劣变率可达20%以上。因此,建立科学的环境调控体系与品质提升策略,对推动设施蔬菜产业高质量发展具有重要现实意义。

二、设施蔬菜栽培环境精准调控技术

(一)温度梯度化调控

温度是影响蔬菜生长发育的核心因子,不同生育期对温度需求差异显著。育苗阶段,子叶展平至1—2片真叶期需严格控温防徒长,日间保持25—28℃,夜间降至15—18℃;高温季节当设施内气温持续高于32℃时,立即启用外遮阳并开启顶侧通风口散热,高于35℃时启动湿帘—风机系统强制降温,配合间歇性弥雾实现立体降温。果菜类定植后,结果期需提高温度阈值,日间维持28—30℃以促进光合产物积累,夜间保持18—20℃减少呼吸消耗;叶菜类则需适度低温,结球期控制日间20—22℃,提升纤维品质与口感。

(二)光照智能化管理

光照强度与时长直接影响蔬菜光合效率,需根据作物类型精准调控。果菜类蔬菜在晴天10:00—16:00覆盖遮光率60%的遮阳网,避免强光灼伤叶片;叶菜类可全天覆盖遮阳网,但上市前3—5天需揭网见光,促进叶绿素合成与色泽改善。弱光季节依托设施蔬菜物联网云平台,通过光传感器实时监测光照强度,当光合有效辐射低于200μmol/(m²・s)时,自动开启LED补光灯,补光时长控制在8—10小时,其中番茄、黄瓜等喜光作物需保证日均光照12小时以上。

(三)湿度与气流协同调控

高湿环境是设施蔬菜病害高发的主要诱因,需构建“降湿+通风”协同体系。多雨高温区域推广塑料大棚“两网一膜”模式,通过顶膜密闭避雨、四周防虫网通风,实现雨湿隔离与空气流通;日常管理中,高温时段11:00—15:00开启微喷系统短时降温,同时保持通风口持续开放,将空气相对湿度控制在60%—70%。土壤湿度调控采用“少量多次”原则,苗期适度控水不萎蔫,促进根系深扎;结果期通过滴灌系统精准补水,番茄膨果期保持土壤相对湿度70%—80%,避免大水漫灌导致的湿度骤升。

三、设施蔬菜品质提升核心策略

(一)土肥与根系健康管理

土壤质量直接决定蔬菜养分吸收效率,需通过综合措施改善根际环境。连作地块在休棚期实施高温闷棚,结合威百亩土壤消毒技术杀灭病原菌,配合种植玉米、豆类等填闲作物秸秆还田,使土壤有机质含量维持在3%以上。育苗阶段选用添加植物根际促生菌的功能性基质,定植后采用养分梯度增量供应策略,苗期施用含腐植酸的水溶肥,结果期增施镁、钙等中量元素及硼、锌等微量元素,增强抗逆性与营养积累。有机栽培中,通过稻草还田与腐熟有机肥配合施用,可使厚皮甜瓜可溶性固形物含量提升1.2—1.5个百分点,樱桃番茄维生素C含量增加20%以上。

(二)植株定向化调控

合理的植株管理可优化群体结构,促进营养分配平衡。番茄、黄瓜等蔓生作物采用单蔓整枝,及时去除老叶、黄叶及畸形果,结果枝留果数量控制在3—4个,避免负载过高导致品质下降;茄子、辣椒等灌木类作物疏除无效侧枝,保持植株通风透光率达60%以上。高温期夜温高于25℃时,番茄、茄子易落花落果,可采用熊蜂授粉技术或规范喷施生长调节剂保花保果,减少化学药剂使用量。定植前5—7天实施控水炼苗,增强植株抗逆性,为后期品质形成奠定基础。

(三)病虫害绿色防控

病虫害防治遵循“预防为主、综合防治”原则,构建物理、生物、农艺协同防控体系。物理隔离方面,设施通风口覆盖40目防虫网,每亩悬挂20—25张黄蓝粘虫板,诱杀粉虱、蚜虫等害虫,降低虫口密度。生物防治优先释放丽蚜小蜂防控粉虱,赤眼蜂防治鳞翅目幼虫,配合喷施枯草芽孢杆菌、多抗霉素等生物制剂,预防猝倒病、立枯病等病害。农艺措施上,实施十字花科与非十字花科蔬菜轮作,收获后及时清理病残体,根肿病发生地块病穴撒施生石灰消毒,切断病害传播链。

四、技术集成与应用效果

(一)智能化调控系统应用

依托多参数一体化云端智能感知设备,实时监测土壤温湿度、空气温湿度、光照强度等参数,数据经无线通信节点传输至云平台,通过精准调控算法自动启动遮阳、通风、补光、水肥等设备。南京农业机械化研究所试验显示,应用该系统后,设施番茄的温度调控精度提升至±1℃,湿度控制偏差小于5%,病虫害发生率降低30%,产量提升15%以上。

(二)有机栽培技术体系成效

江苏省常熟国家农业科技园区通过集成土壤改良、环境调控、有机施肥等技术,在连栋塑料大棚连续4年种植厚皮甜瓜和樱桃番茄,未发生严重病害与生育障碍。其核心技术包括:每茬施用1000kg/亩稻草(截断直接施用与腐熟施用各半),深耕30cm以上配合宽行高畦,结合滴灌系统精准供应有机营养液,使甜瓜可溶性糖含量达14.2%,番茄维生素C含量达28.6mg/100g,均优于常规栽培水平。

(三)水培模式品质优化实践

深液流水培(DFT)等无土栽培模式可有效规避土壤连作障碍,通过营养液配方精准调控提升品质。万方数据研究表明,针对生菜优化的营养液配方(氮磷钾比例2:1:3,添加0.1%螯合钙),可使生菜维生素C含量提升25%,硝酸盐含量降低30%;NFT水培系统配合远程灌溉控制,实现养分供应与作物需求精准匹配,周年生产效益较土培提高40%。

五、结论与展望

设施蔬菜栽培环境调控与品质提升是一项系统工程,需以作物生育特性为核心,构建“温度梯度调控、光照智能补给、湿度通风协同”的环境调控体系,结合土壤改良、植株优化、绿色防控等综合措施,实现环境因子与作物需求的动态匹配。未来随着物联网、大数据技术的深度应用,设施蔬菜生产将向“精准感知—智能决策—自动执行”全链条智能化发展,通过构建作物生长模型与品质预测模型,实现从“环境调控”到“品质定制”的跨越。同时,有机栽培与无土栽培技术的集成推广,将进一步推动设施蔬菜产业向优质、安全、高效方向升级。

参考文献:

[1]农业农村部信息中心.2025年夏季蔬菜生产技术指导意见[EB/OL].2025-06-23.

[2]中国农业科学技术出版社。设施蔬菜环境精准监测与调控技术研究[M].北京:中国农业科学技术出版社,2023.

[3]曹彩红,曹玲玲,田雅楠,等。基于主成分分析和聚类分析的水培生菜品种综合评价[J].中国瓜菜,2023,36(9).


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